병렬 프로세스 [운영체제 수업]

날짜 : 2023년 3월 21일

 

오늘 수업 주제

: 병행 프로세스

오늘 배운 내용 요약

:

 

동시성(병행성)과 병렬성

 

동시성(병행성)

• 동시에 하는 것처럼 보임
• 싱글 코어
• 한번에 많은 일을 처리함
• 논리적 개념
• 2개 이상의 작업을 동시에 지원

병렬성

• 실제로 동시에 실행
• 멀티 코어
• 한번에 많은 일을 처리함
• 물리적 개념
• 2개 이상의 작업을 동시에 수행

 

병행 프로세스

• 프로세스 여러개를 동시에 실행하는 것처럼 보이게 만듬

 

독립 프로세스

• 단일 처리 시스템에서 프로세스가 독립적으로 수행
• 타 프로세스에 영향을 끼치지 않음

협력 프로세스

• 다중 처리 시스템에서 프로세스간에 영향을 주고 받는 것
• 데이터 공유 방식, 공유 데이터 접근 방식에 의한 영향

 

협력 프로세스 수행 방식 구분

 

비동기적 수행

• 정교한 협력을 통해 어떤 기능을 수행

동기적 수행

• 프로세스 동기화
• 여러 독립 프로세스 간 처리 순서를 결정
• 공유 데이터에 대한 올바른 공유, 접근, 조작이 가능해야함.

 

협력 이유

• 상호 정보 공유
• 계산 속도 향상
• 모듈적 구성 강화
• 편의성 증대

문제점

• 한정된 자원을 동시에 사용할 시 생기는 문제들
• 공유 자원의 배타적 사용 문제
• 하나의 기능을 동시에 수행할 때 발생하는 문제
• 동기화 문제
• 자료교환을 위한 메시지 전달 방식 상의 통신 문제
• 교착 상태 문제
• 실행 순서와 관계없이 항상 같은 결과를 얻어야 함
• 결정성 문제

 

결정성

• 프로세스 실행 순서에 따라 결과값이 변화
• 변수 a, b를 공유하며 상대의 입력 변수에 출력하기에 문제가 발생 (간섭 문제)
• 간섭이 발생하지 않으면 결정성을 가짐. 
• 같은 조건과 입력이 주어지면 같은 결과를 출력

선행 제약 관계

• 부분 순서 성질을 갖는 관계
• p1 < p2면 p1을 해야 p2 실행 가능
• p1 < p2  , p2 < p3면 p1 < p3 성립
• 제약이 없다면 둘은 독립적이므로, 병행 실행 가능

 

선행 그래프

• 선행 제약을 방향 그래프로 표현
• 비순환 그래프
• 노드 : 소프트웨어의 작업 또는 동시에 실행 가능한 명령어를 뜻함.